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mathématiques approfondies (ECG 1re année) · Chapitre 5 · Exercice

Une suite récurrente, et sa vitesse

Fonctions réelles d'une variable réelle · Dérivation et accroissements finis · niveau 3 (difficile)

Énoncé

Soit et . Montrer que pour tout , que est l'unique point fixe dans , puis que .

Corrigé

La stabilité de . Posons , définie et décroissante sur . Alors et , donc . Comme , une récurrence immédiate donne pour tout .

Le point fixe. équivaut à , soit , dont les racines sont . Une seule est dans : .

La contraction. est dérivable avec . Pour on a , donc

L'inégalité des accroissements finis s'applique alors sur , qui contient à la fois et :

Conclusion. Par récurrence, , puisque . Comme , la suite converge vers — en gagnant un peu plus d'un demi-chiffre décimal par itération.

Le point à retenir. Trois étapes, toujours les mêmes : un intervalle stable, un point fixe dedans, une majoration de par un . L'inégalité des accroissements finis fait le reste, et elle donne la vitesse, pas seulement la convergence.

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